package org.usmile.algorithms.leetcode.middle;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 15. 三数之和
 *
 * 给你一个整数数组 nums ，判断是否存在三元组 [nums[i], nums[j], nums[k]] 满足 i != j、i != k 且 j != k ，同时还满足 nums[i] + nums[j] + nums[k] == 0 。请
 *
 * 你返回所有和为 0 且不重复的三元组。
 *
 * 注意：答案中不可以包含重复的三元组。
 *
 * 示例 1：
 *
 * 输入：nums = [-1,0,1,2,-1,-4]
 * 输出：[[-1,-1,2],[-1,0,1]]
 * 解释：
 * nums[0] + nums[1] + nums[2] = (-1) + 0 + 1 = 0 。
 * nums[1] + nums[2] + nums[4] = 0 + 1 + (-1) = 0 。
 * nums[0] + nums[3] + nums[4] = (-1) + 2 + (-1) = 0 。
 * 不同的三元组是 [-1,0,1] 和 [-1,-1,2] 。
 * 注意，输出的顺序和三元组的顺序并不重要。
 * 示例 2：
 *
 * 输入：nums = [0,1,1]
 * 输出：[]
 * 解释：唯一可能的三元组和不为 0 。
 * 示例 3：
 *
 * 输入：nums = [0,0,0]
 * 输出：[[0,0,0]]
 * 解释：唯一可能的三元组和为 0 。
 *
 * 提示：
 *
 * 3 <= nums.length <= 3000
 * -105 <= nums[i] <= 105
 */
public class _0015 {
}

class _0015_Solution {
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        if (nums == null || nums.length <= 2) {
            return ans;
        }
        Arrays.sort(nums); // O(nlogn)
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) { // O(n^2)
            if (nums[i] > 0) {
                break; // 第一个数大于 0，后面的数都比它大，肯定不成立了
            }
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue; // 去掉重复情况
            }
            int left = i + 1, right = nums.length - 1;
            while (left < right) {
                if (nums[left] + nums[right] + nums[i] == 0) {
                    ans.add(new ArrayList<>(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right])));

                    // 现在要增加 left，减小 right，但是不能重复，比如: [-2, -1, -1, -1, 3, 3, 3], i = 0, left = 1, right = 6, [-2, -1, 3] 的答案加入后，需要排除重复的 -1 和 3
                    left++;
                    right--; // 首先无论如何先要进行加减操作
                    while (left < right && nums[left] == nums[left - 1]) {
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right + 1]) {
                        right--;
                    }
                } else if (nums[left] + nums[right] + nums[i] < 0) {
                    left++;
                } else {  // nums[left] + nums[right] > target
                    right--;
                }
            }
        }

        return ans;
    }
}
